KR101479058B1 - 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피시술자의 부하저항 및 생체 비저항 값을 산출하여 투약상황을 모니터링 하고 약제의 투약을 제어하는 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법에 관한 것이다. 복수 개의 이온토포레시스 전극 및 복수 개의 생체 비저항 측정 전극이 구비된 전극부, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부, 상기 약제의 투입량을 모니터링 하도록 상기 이온토포레시스 전극 사이의 부하저항 값, 또는 생체 비저항 측정 전극 사이의 생체 비저항 값을 선택적으로 산출하는 감지 모드를 구비한 임피던스 감지부, 및 상기 임피던스 감지부에서 산출되는 부하저항 또는 생체 비저항 값을 기초로 약제의 투입량 또는 투약 여부를 결정하여 상기 프로그래머블 전류부를 제어하는 제어부를 포함한다.
따라서, 이온토포레시스 시술 중에 전극의 접촉상태 및 인체의 피부상태를 모니터링하고, 이 모니터링한 정보에 따라 약제의 투입량 및 투약여부를 결정하여 약제를 투입함으로써, 안전하고 정확한 이온토포레시스 시술을 할 수 있다.

Description

이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법{Iontophoresis Drug Delivery Monitoring Device and Method of Iontophoresis Drug Delivery}
본 발명은 피시술자의 부하저항 및 생체 비저항 값을 산출하여 투약상황을 모니터링 하고 약제의 투약을 제어하는 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법에 관한 것이다.
약제의 인체 투약 방법으로는 이온화된 약제에 전원을 인가하여 약제를 인체에 투입하는 이온토포레시스(Iontophoresis)가 있다.
즉, 이온토포레시스는 약제를 통해 피부가 생리적으로 개선되도록, 피부에 전류를 흘려 전하를 갖는 약제를 전기적 반발력에 의해 통증 없이 피부 속으로 전달할 수 있다.
이온토포레시스는 피부에 전류를 공급하기 위한 한 쌍의 전극이 구비되며, 전극으로 일정량의 전류 I를 일정한 시간 t동안 흘려주면, 전하량 Q=I×t의 관계에 의해 적정한 Q값에 대응하는 약제의 량이 피시술자의 피부에 주입된다.
한편, 이온토포레시스 장치의 부하저항은 피시술자의 피부에 접촉된 전극의 양단에 일정 전압을 가하여 측정된 전류 값을 결정하는 저항값으로 정의한다.
피시술자 부하저항 R은 전극과 피부사이의 접촉저항 RCONT과 생체의 저항 RTIS으로 나누어지며, R=(2×RCONT) + RTIS로 표현된다.
일반적으로 RCONT이 수 KOhm인데 비해 RTIS는 수십Ohm에 불과하여 약 100배 정도 차이가 발생하기 때문에, 2개의 전극으로 부하저항을 측정하는 경우 대부분의 성분이 RCONT 이며 RTIS성분은 무시할 수 있어, 부하저항은 전극과 피부사이의 접촉저항과 같다고 할 수 있다.
한편, 전극 사이의 전압 V가 일정한 경우, 부하저항을 R이라 하면 전류 I는 I=V/R 이라는 옴의 법칙에 의해 피부 내로 유입되는 전류 값이 부하저항 값에 따라 결정된다.
이렇듯, 이온토포레시스 장치의 부하저항 값이 변동되면 공급 전류량도 변동되고, 전류에 비례하여 피부에 공급되는 전하량도 변화되어 결국 순간 투약량도 변화된다.
한편, 피시술자의 피부에 약제가 계속 투입되어 누적 투약량이 늘어나면 피부의 비저항이 적어지므로 피부의 비저항을 측정하면 누적 투약량을 파악할 수 있다.
참고로, 이온토포레시스를 이용한 이온토포레시스 측정 장치의 일례로는 대한민국 등록특허 제 10-0730582호(공고일자 2007년06월20일)의 "이온토포레시스 장치"가 개시된 바 있다.
종래의 이온토포레시스 장치는 사용자의 피부에 부착되는 마스크 또는 패치에 내장되어 설치되는 다수 개의 전극과, 전극과 전기적으로 접속되는 이온토포레시스용 칩 모듈, 이온토포레시스용 칩 모듈은 무접점 충전방식에 의해 전원을 충전하는 무선충전부, 무선충전부로부터 전원을 입력받아 작동하며, 제어프로그램이 저장되어 있는 마이크로 프로세서, 마이크로 프로세서의 명령에 따라 전극에 인가되는 전압, 주파수 및 전류량을 제어하는 제어드라이브, 제어드라이브에 연결되어 전극에 정전류를 전달해주는 출력부, 출력부에 연결되어 전극으로부터 측정된 사용자의 생체 임피던스값을 입력받는 피부진단측정부, 피부진단측정부에서 검출된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환시켜 마이크로 프로세서에 입력하는 A/D변환기로 구성되어 있다.
이러한 종래의 이온토포레시스 장치는 시술 전 피시술자의 피부에 전류를 흘려주어 피부 저항을 측정하고, 측정된 부하저항 값을 이용하여 피시술자의 피부상태에 적합한 최적의 전압, 전류, 및 주파수를 설정하여 전극을 통해 정전류를 공급할 수 있었지만, 시술 중에 변화하는 부하저항 값을 측정할 수 없기 때문에 약제의 투입 중에는 피시술자의 상태에 따라, 안정적으로 약제를 투입할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 이온토포레시스 장치는 시술 전 피시술자의 피부상태를 파악할 수는 있지만, 시술 중 피부에 누적된 약물의 양을 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 과제는 이온토포레시스 시술 중에 전극의 접촉상태, 인체의 피부상태 및 투약량을 실시간으로 모니터링 하고, 이 모니터링한 정보에 따라 약제의 투입량 및 투약여부를 결정하는 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법은 복수 개의 이온토포레시스 전극 및 복수 개의 생체 비저항 측정 전극이 구비된 전극부, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부, 상기 약제의 투입량을 모니터링 하도록 상기 이온토포레시스 전극 사이의 부하저항 값, 또는 생체 비저항 측정용 복수개의 전극 사이의 생체 비저항 값을 선택적으로 산출하는 감지 모드를 구비한 임피던스 감지부, 및 상기 임피던스 감지부에서 산출되는 부하저항 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입량 또는 투입 여부를 결정하여 상기 프로그래머블 전류부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부의 정보를 무선신호로 변환하여 외부기기와 무선으로 통신하는 무선 통신부를 포함할 수 있다.
상기 임피던스 감지부는 상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하는 교류 전류 발생부 및, 상기 이온토포레시스 전극 및 생체 비저항 측정 전극에 발생하는 전압을 측정하는 전압 센서부를 포함할 수 있다.
상기 임피던스 감지부의 감지 모드가 상기 부하저항 값을 산출하는 순간 투약량 감지 모드일 경우에, 상기 제어부는 상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시킨 상태에서 상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하고, 상기 이온토포레시스 전극 간의 산출되는 부하저항 값을 기초로 상기 프로그래머블 전류부를 제어하여 상기 약제를 투입할 수 있다.
상기 임피던스 감지부의 감지 모드가 상기 생체 비저항 값을 산출하는 누적 투약량 감지 모드일 경우에 상기 제어부는 상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시킨 상태에서 상기 이온토포레시스 전극에 교류전류를 공급하고, 상기 생체 비저항 측정 전극 간에 산출된 생체 비저항 값을 기초로 상기 프로그래머블 전류부를 제어하여 상기 약제를 투입할 수 있다.
상기 임피던스 감지부의 감지 모드는 미리 설정된 시간 동안 순차적으로 서로 다른 감지 모드가 선택되어 작동할 수 있다.
상기 제어부는 상기 프로그래머블 전류부에서 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 값, 중 어느 하나 이상의 값을 제어할 수 있다.
상기 외부기기는 상기 무선 통신부와 무선 통신하여 피시술자의 정보를 관찰할 수 있는 디스플레이를 포함할 수 있다.
상기 외부기기는 상기 무선 통신부와 무선 통신하여 상기 제어부를 제어하도록 투약정보를 입력하는 입력수단을 포함할 수 있다.
상기 전극부는 상기 감지 모드에 따라 상기 임피던스 감지부에 상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극을 선택적으로 연결하거나, 상기 프로그래머블 전류부에서 상기 이온토포레시스 전극으로 전달되는 전류의 극성을 선택적으로 변환시키는 전극스위치부를 포함할 수 있다.
상기 전극부는 한 쌍의 상기 이온토포레시스 전극 사이에 한 쌍의 상기 생체 비저항 측정 전극이 배치되거나, 한 쌍의 상기 생체 비저항 측정 전극의 사이에 한쌍의 상기 이온토포레시스 전극이 배치될 수 있다.
상기 전극부는 복수 개의 상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극은 서로 이격되어 교대로 배치되며, 상기 이온토포레시스 전극 사이에 배치되는 상기 생체 비저항 측정 전극, 또는 상기 생체 비저항 측정 전극 사이에 배치되는 상기 이온토포레시스 전극은 한 쌍으로 구성될 수 있다.
상기 전극부는 상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극이 서로 다른 직경을 갖는 동심원 상에 방사상으로 복수 개가 배치될 수 있다.
상기 전극부는 상기 약제가 투입되는 부분의 온도를 측정하는 온도센서부를 더 포함할 수 있으며 이 신호도 외부기기로 송수신 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 온도센서부에서 측정된 온도가 상기 제어부에 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우에는 상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시켜 상기 약제의 투입을 중지할 수 있다.
복수 개의 이온토포레시스 전극과 복수 개의 생체 비저항 측정 전극을 포함하는 이온토포레시스 투약 장치의 이온토포레시스 투약 방법에 있어서, 상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하여 상기 이온토포레시스 전극 간의 산출된 부하저항 값을 기초로 약제의 투입상태를 모니터링 하는 제1 모니터링 단계, 상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하여 상기 생체 비저항 측정 전극 간의 산출된 생체 비저항 값을 기초로 약제의 투약 상태를 모니터링 하는 제2 모니터링 단계, 상기 제1 모니터링 단계 및 상기 제2 모니터링 단계에서 측정된 부하저항 값 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입을 조절하는 단계를 포함한다.
상기 이온토포레시스 투약 장치는 상기 약제가 투입되는 부분의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하고, 상기 약제의 투입을 조절하는 단계는 상기 온도측정센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우, 상기 이온토포레시스 전극에 전류의 공급을 차단하여 약제의 투입을 정지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 모니터링 단계는 상기 이온토포레시스 전극으로 공급되는 전류를 차단하고, 이온토포레시스 전극에 저주파 교류 전류를 공급하고, 이온토포레시스 전극 사이의 전압을 센싱함으로써 부하저항 값을 산출할 수 있다.
상기 제2 모니터링 단계는 상기 이온토포레시스 전극으로 공급되는 전류를 차단하고, 상기 이온토포레시스 전극에 고주파 교류 전류를 공급할 수 있다.
상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값 또는 생체 비저항 값이 설정한 이상적인 값의 범위를 벗어난 경우, 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 차단하고, 경고수단을 통해 상기 약제 투입의 이상상태 또는 완료상태를 외부에 알려주는 단계를 더 포함될 수 있다.
상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값 또는 생체 비저항 값이 설정한 이상적인 값의 범위를 벗어난 경우, 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 조절할 수 있다.
상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값 또는 생체비저항 값이 설정한 범위 내에 있을 경우, 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 조절할 수 있다.
복수 개의 이온토포레시스 전극 및 상기 이온토포레시스 전극과 이격된 복수 개의 생체 비저항 측정 전극이 구비된 전극부, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 크기를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부, 상기 이온토포레시스 전극 사이에 전류를 공급하여 상기 이온토포레시스 전극 사이의 부하저항으로 인해 발생 되는 전압을 상기 이온포토레시스 전극으로 센싱한 후 산출된 이온토포레시스 사이의 부하저항; 또는 상기 이온토포레시스 전극 사이에 전류를 공급하여 상기 생체 비저항 측정 전극 사이의 생체 비저항으로 인해 발생 되는 전압을 상기 비저항 측정 전극으로 센싱한 후 산출된 상기 생체의 비저항을; 선택적으로 측정하는 임피던스 감지부, 상기 임피던스 감지부에서 산출되는 부하저항 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입량 또는 투입 여부를 결정하여 상기 프로그래머블 전류부를 제어하는 제어부, 및 상기 제어부의 정보를 무선신호로 변환하여 외부기기와 무선으로 통신하는 무선 통신부를 포함한다.
복수 개의 이온토포레시스 전극 및 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클을 중 어느 하나 이상의 값을 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부를 구비한 이온토포레시스 투약 장치로서, 신체 부위에 접촉된 상기 이온토포레시스 전극에 전류를 공급하고, 인가된 상기 전류의 생체 부하로 인해 발생 된 전압을 상기 이온토포레시스 전극과 물리적으로 이격된 생체 비저항 측정 전극으로 센싱하여 생체 비저항을 산출하며, 상기 생체 비저항을 기초로 상기 약제의 누적 투약량을 모니터링 하여 상기 프로그래머블 전류를 제어한다.
본 발명에 따르면, 이온토포레시스 투약 장치는 복수개의 전극이 구비되어 임피던스 감지부를 통해 부하저항 값과 생체 비저항 값을 산출함으로써 시술 중 투입되는 약제의 양을 정확하게 모니터링 하고 제어할 수 있다.
즉, 제어부는 임피던스 감지부가 산출한 부하저항 값을 통해 인체의 피부에 투입되는 약제의 순간 투입량을 측정하고, 약제의 순간 투입량이 변화하면 제어부가 프로그래머블 전류부를 제어하여 피부에 주입되는 약제의 순간 투입량을 일정하게 함으로써, 피부에 일정한 량의 약제를 안정적으로 투입할 수 있다.
또한, 제어부는 임피던스 감지부가 산출한 생체 비저항 값을 통해 피부에 투입되는 약제의 누적 투입량을 측정하고, 약제의 누적 투입량에 따라 제어부가 프로그래머블 전류부를 제어하여 일정한 량의 약제를 안정적으로 투입할 수 있다.
또한, 제어부는 현재의 부하저항 값이 감소하거나, 부하저항 값의 변화가 자주 발생하면 인체의 피부와 전극부 사이의 접촉 상태에 이상이 있는 것으로 판단하고, 프로그래머블 전류부의 전류 공급이 정지하도록 제어함으로써, 피시술자의 피부에 일정한 량의 약제를 안정적으로 투입할 수 있다.
또한, 제어부는 전극 사이의 부하저항으로 인해 전극부에 열이 발생하여 피시술자의 피부가 화상을 입는 사고를 방지하기 위하여, 온도 센서부가 측정한 체온 값이 제어부에 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우 프로그래머블 전류부의 전류 공급이 정지하도록 제어할 수 있다.
또한, 무선통신부가 외부기기에 피시술자의 상태정보를 전송함으로써, 외부기기를 통해 피시술자의 이온토포레시스 시술 상태를 파악할 수 있으며, 외부기기를 통해 이온토포레시스 시술을 원격으로 제어할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2 내지 6은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치의 전극부를 도시한 평면도이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치의 감지 모드 중 약제 투입 모드 시 전극부의 연결상태를 도시한 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치의 감지 모드 중 순간 투약량 감지 모드 시 전극부의 연결상태를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치의 감지 모드 중 누적 투약량 감지 모드 시 전극부의 연결상태를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 측정 방법의 제1 모니터링 단계에서 부하저항 값을 기초로 약제의 투입을 조절하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 측정 방법의 제2 모니터링 단계에서 생체 비저항 값을 기초로 약제의 투입을 조절하는 단계를 나타낸 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 전극부(100)를 포함할 수 있다.
이 전극부(100)는 피시술자의 피부(900)와 접촉하여 피부에 전류가 흐르도록 복수 개의 전극으로 구성될 수 있다.
한편, 전극부(100)는 이온토포레시스 전극(110) 및 생체 비저항 측정 전극(120)을 포함할 수 있다.
이온토포레시스 전극(110)은 약제를 피부에 투입하기 위해 피시술자의 피부(900)와 접촉함으로써 하기에 설명될 프로그래머블 전류부(300)에서 공급하는 전류가 피부에 흐르도록 한 쌍의 전극이 서로 이격되어 구비될 수 있다.
이때, 이온토포레시스 전극(110)은 한 쌍 이상의 복수 개의 전극으로 구성될 수 있다.
또한, 이온토포레시스 전극(110)은 하기에 설명될 임피던스 감지부(400)에서 선택되는 감지 모드에 따라 저주파 또는 고주파의 교류 전류를 피시술자에게 공급할 수 있다.
생체 비저항 측정 전극(120)은 하기에 설명될 임피던스 감지부(400)가 피시술자 피부의 생체 비저항 값을 산출 할 때, 이온토포레시스 전극(110)에서 발생 되는 전류에 의해 유기되는 전압을 피시술자의 피부(900)를 통해 측정하도록 서로 이격된 한 쌍의 이온토포레시스 전극(110)의 사이에 한 쌍이 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이때, 생체 비저항 측정 전극(120)은 한 쌍 이상의 복수 개의 전극으로 구성될 수 있다.
그리고, 전극부(100)는 전극스위치부(200)를 포함할 수 있다.
이 전극스위치부(200)는 약제를 피시술자의 피부(900)에 투입하기 위해 전류를 공급하거나, 하기에 설명될 임피던스 감지부(400)가 부하저항 또는 생체 비저항 값을 산출하기 위해 이온토포레시스 전극(110)과 생체 비저항 측정 전극(120)을 임피던스 감지부(400)에 선택적으로 연결할 수 있다.
예컨대, 전극스위치부(200)는 임피던스 감지부(400)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항을 산출할 때에는, 이온토포레시스 전극(110)에 저주파의 교류 전류가 공급되도록 임피던스 감지부(400)의 교류 전류 발생부(410)와 이온토포레시스 전극(110)을 서로 연결하고, 임피던스 감지부(400)의 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110)의 사이 전압을 특정하도록 이온토포레시스 전극(110)과 전압 센서부(420)를 서로 연결한다.
그리고, 또한, 전극스위치부(200)는 임피던스 감지부(400)가 생체 비저항 값을 산출할 때에는 이온토포레시스 전극(110) 사이에 고주파 교류 전류가 공급되도록 임피던스 감지부(400)의 교류 전류 발생부(410)와 이온토포레시스 전극(110)을 서로 연결하고, 임피던스 감지부(400)의 전압 센서부(420)가 생체 비저항 측정 전극(120) 사이의 전압을 센싱하도록 전압 센서부(420)와 생체 비저항 측정 전극(120)을 연결한다.
여기서, 전극스위치부(200)는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 선택적으로 변환할 수 있다.
또한, 전극스위치부(200)는 이온토포레시스 전극(110)으로 전류를 공급하여 약제를 투입할 때에는 이온토포레시스 전극(110)으로 안정적인 전류가 공급될 수 있도록 이온토포레시스 전극(110)과 프로그래머블 전류부(300)를 서로 연결하고, 이온토포레시스 전극(110)으로 전달되는 전류의 극성을 선택적으로 변환할 수 있다.
한편, 전극부(100)는 온도 센서부(500)를 더 포함할 수 있다.
이 온도 센서부(500)는 약제 투여 시 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항 또는 약제의 부작용 등으로 인해 전극부(100)에 열이 발생하여 피시술자가 화상을 입는 사고를 예방하기 위하여 피검사자의 약제가 투입되는 부분의 피부 온도를 측정하고, 측정한 온도 값을 하기에 설명될 제어부(600)에 제공할 수 있다.
도 2 내지 6에 도시된 바와 같이, 전극부(100)는 피시술자의 피부(900)와 접촉하여 피부에 전류가 흐르도록 다양한 형태로 전극부(100)를 구성할 수 있다.
이때, 전극부(100)는 그 크기에 따라 투약량을 조절할 수 있다.
예컨대, 전극부(100)의 면적이 넓게 형성되면, 투약 속도를 빠르게 할 수 있으며, 피부에 투입되는 투약량을 증가시킬 수 있고, 전극부(100)의 면적이 좁게 형성되면 투약 속도를 느리게 할 수 있으며, 투약량을 감소시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전극부(100)는 한 쌍의 이온토포레시스 전극(110) 사이에 한 쌍의 생체 비저항 측정 전극(120)이 배치되거나, 또는 한 쌍의 생체 비저항 측정 전극(120)의 사이에 한 쌍의 이온토포레시스 전극(110)이 배치형태로 구성될 수 있다.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 전극부(100)는 이온토포레시스 전극(110)과 생체 비저항 측정 전극(120)은 서로 이격되어 교대로 복수 개가 배치되며, 이온토포레시스 전극(110) 사이에 배치되는 생체 비저항 측정 전극(120), 또는 생체 비저항 측정 전극(120) 사이에 배치되는 이온토포레시스 전극(110)은 한 쌍으로 구성될 수 있다.
도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 전극부(100)는 이온토포레시스 전극(110)과 생체 비저항 측정 전극(120)이 서로 다른 직경을 갖는 동심원 상에 방사상으로 복수 개가 배치되는 형태로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 프로그래머블 전류부(300)를 포함할 수 있다.
이 프로그래머블 전류부(300)는 약제를 피시술자의 피부(900)에 투입하기 위해 이온토포레시스 전극(110)에 전류를 공급하고, 이온토포레시스 전극(110)에 공급되는 전류의 진폭, 주파수, 듀티 사이클 값을 조절하여 약제의 투입량 또는 약제의 순간 투입량을 조절할 수 있다.
여기서, 프로그래머블 전류부(300)가 이온토포레시스 전극(110)으로 공급하는 전류는 일정한 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 가질 수 있다.
또한, 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 공급하는 전류는 직류 전류이거나 정현파 또는 사각파형태의 교류 전류일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 임피던스 감지부(400)를 포함할 수 있다.
임피던스 감지부(400)는 하기에 설명될 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량을 안정적으로 투약하도록 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항 값, 또는 생체 비저항 측정 전극(120) 사이의 생체 비저항 값을 선택적으로 산출하는 감지 모드를 구비하여, 산출된 값을 제어부(600)로 전송할 수 있다.
도7 내지 9에 도시된 바와 같이, 임피던스 감지부(400)의 감지 모드는 약제 투입 모드, 순간 투약량 감지 모드, 및 누적 투약량 감지 모드로 구성될 수 있다.
순간 투약량 감지 모드는, 임피던스 감지부(400)가 약제의 순간 투입량을 산출하기 위해 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항 값을 산출하고, 누적 투약량 감지 모드는, 임피던스 감지부(400)가 피부에 누적된 약제의 누적 투입량을 산출하기 위해 생체 비저항 측정 전극(120) 사이의 생체 비저항 값을 산출한다.
그리고, 약제 투입 모드는 약제가 피부에 투입되도록 전류를 이온토포레시스 전극(110)에 공급한다.
이때, 임피던스 감지부(400)는 약제 투약 시 피시술자의 피부(900)에 투입되는 약제의 량이 안정적으로 투입되는 것을 모니터링하도록 감지 모드 더 구체적으로는 순간 투약량 감지 모드, 누적 투약량 감지 모드, 약제 투입 모드가 미리 설정된 시간 동안 순차적으로 제어부(600)에 의해 선택되어 작동할 수 있다.
한편, 임피던스 감지부(400)는 교류 전류 발생부(410), 및 전압 센서부(420)를 포함할 수 있다.
이 교류 전류 발생부(410)는 이온토포레시스 전극(110)에 교류 전류를 공급하도록 교류 전류가 발생하는 발진기가 구비되어, 순간 투약량 감지 모드일 경우에는 저주파의 교류 전류를 이온토포레시스 전극(110) 사이에 공급하고, 누적 투약량 감지 모드일 경우에는 고주파의 교류 전류를 이온토포레시스 전극(110)에 공급한다.
그리고, 전압 센서부(420)는 전극부(100)의 전압 값을 측정하기 위해 전압을 센싱하는 전압 센서로 구성되어, 감지 모드가 순간 투약량 감지 모드일 경우에는 이온토포레시스 전극(110) 사이에서의 전압 값을 측정하고, 누적 투약량 감지 모드일 경우에는 생체 비저항 측정 전극(120) 사이에서의 전압 값을 측정한다.
즉, 임피던스 감지부(400)는 임피던스 감지부(400)의 감지 모드가 순간 투약량 감지 모드일 경우에는 교류 전류 발생부(410)가 이온토포레시스 전극(110)에 저주파 교류 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 전압을 측정하여 부하저항 값을 산출한다.
그리고, 임피던스 감지부(400)는 임피던스 감지부(400)의 감지 모드가 누적 투약량 감지 모드일 경우에는 교류 전류 발생부(410)가 이온토포레시스 전극(110)에 고주파 교류 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 생체 비저항 측정 전극(120) 사이의 전압을 측정하여 생체 비저항 값을 산출한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 제어부(600)를 포함할 수 있다.
이 제어부(600)는 임피던스 감지부(400)에 미리 설정된 감지 모드를 선택하여 선택되는 감지 모드에 따라 측정된 부하저항 값과 생체 비저항 값을 기초로 프로그래머블 전류부(300)를 제어할 수 있다.
즉, 제어부(600)가 약제 투입 모드를 선택할 경우, 제어부(600)는 이온토포레시스 전극(110)으로 일정한 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 값을 갖는 전류를 공급하여 피검사자에게 약제를 투입하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어할 수 있다.
여기서, 프로그래머블 전류부(300)가 이온토포레시스 전극(110)으로 공급하는 전류는 일정한 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 가질 수 있다.
이때, 프로그래머블 전류부(300)는 프로그래머블 전류부(300)에 미리 저장된 프로그램에 따라 전류 값을 설정하여 피시술자에게 약제를 투약할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 프로그램은 약제의 종류, 피시술자의 상태, 약제의 량, 및 투약 소요 시간 등에 따라 임의의 계산식에 의해 투약량을 계산하여 전류 값으로 변형시키는 프로그램일 수 있다.
이러한 프로그램은 공지된 기술이며, 다양한 변수가 적용됨에 따라 다양하게 변화될 수 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
제어부(600)가 순간 투약량 감지 모드를 선택할 경우, 제어부(600)는 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급을 차단하고, 임피던스 감지부(400)가 이온토포레시스 전극(110) 간의 부하저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
그리고, 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재의 부하저항 값을 비교하여 현재의 부하저항 값이 미리 설정된 기준 값 이상 증가하거나 감소하면 약제의 순간 투입량이 감소하거나 증가한다고 판단하고, 그에 따라 최초에 산출되었던 부하저항 값을 유지할 수 있도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어하여 이온토포레시스 전극(110)으로 제공하는 전류 값을 변화시킨다.
또한, 제어부(600)는 현재의 부하저항 값이 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값보다 미리 설정된 범위를 벗어나면, 투약에 이상이 있다고 판단하여 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 제공하는 전류를 차단시킨다.
제어부(600)가 누적 투약량 감지 모드를 선택할 경우, 제어부(600)는 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급이 정지하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어하고, 임피던스 감지부(400)가 생체 비저항 측정 전극(120) 간의 생체 비저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
그리고, 제어부(600)는 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량을 생체 비저항 값으로 환산하는 환산식에 따라 목표 생체 비저항 값으로 환산하고, 이 목표 생체 비저항 값과 현재의 생체 비저항 값을 비교하여 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값보다 미리 설정된 기준 값 이상 증가하면, 현재 피부에 누적된 약제의 량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 미만이라고 판단하고, 제어부(600)는 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토로레시스 전극으로 공급하는 전류의 값이 유지하거나 또는 증가하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어한다.
또한, 제어부(600)는 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값과 같거나 감소하면, 현재 피부에 누적된 약제의 량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량과 같거나 입력된 약제의 투입량을 초과하였다고 판단하여 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 제공하는 전류를 차단하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어한다.
한편, 제어부(600)는 전극의 온도가 상승함으로써 피시술자의 피부(900)에 화상을 입는 사고를 예방하기 위하여, 온도 센서부(500)가 제공한 전극의 온도 값이 제어부(600)에 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 공급하는 전류를 차단시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 무선 통신부(700)를 포함할 수 있다.
이 무선 통신부(700)는 제어부(600)의 얻어진 이온토포레시스 시술의 상태정보를 무선신호로 변환하고, 이 무선신호를 외부기기(800)와 무선으로 통신하여 피시술자의 이온토포레시스 시술의 상태 정보를 외부기기(800)를 통해 알려줄 수 있다.
여기서, 이온토포레시스 시술의 상태 정보는 전류의 크기, 주파수, 듀티 싸이클, 부하저항 값, 생체 비저항 값, 피시술자의 피부 온도 값, 약제의 순간 투입량, 약제의 누적 투입량, 및 투약 시간 등일 수 있다.
그리고, 무선 통신부(700)라고 설명되지만, 무선 통신부(700)는 외부기기(800)와 유선으로 연결되어 유선 통신할 수 있음은 물론이다.
한편, 외부기기(800)는 무선 통신부(700)와 무선 통신한 이온토포레시스 시술의 상태정보를 시각적으로 보여주는 디스플레이가 구비되어 문자, 숫자, 그래프, 이미지 등 다양한 형태로 이온토포레시스 시술의 상태정보를 관찰자에게 알려줄 수 있다.
특히, 이온토포레시스 시술의 상태정보가 이상이 있다고 제어부(600)에서 판단될 때에는 외부기기(800)를 통해 관찰자에게 이상이 있음을 경고할 수 있다.
또한, 외부기기(800)는 약제의 종류, 약제의 투입량, 및 약제의 투입시간 등 투약정보를 입력할 수 있는 입력수단이 구비되어 입력수단으로 입력된 투약정보를 무선 통신부(700)가 수신하고, 수신된 투약정보를 기초로 제어부(600)가 프로그래머블 전류부(300)를 제어하는 형태로 외부기기에서 약제의 종류, 약제의 투입량, 및 투입시간 등을 조절하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 외부기기(800)에는 이온토포레시스 장치를 제어할 수 있는 어플리케이션(Application)이 설치되어 이 어플리케이션을 통해 약제의 종류, 약제의 투입량, 및 약제의 투입 시간 등의 투약정보를 입력받아 전송하고, 무선 통신부(700)는 전송된 정보를 수신하여 이 정보를 기초로 제어부(600)가 프로그래머블 전류부(300)를 제어하도록 구성될 수 있다.
이때, 외부기기(800)에 설치되는 어플리케이션은 이온토포레시스 시술의 상태정보를 수신 받아 문자, 숫자, 그래프, 이미지 등 다양한 형태로 관찰자에게 알려줄 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 전극부(100)를 제외한 모든 구성이 하나의 칩(SoC)으로 구현될 수 있고, 패치형태로 형성된 전극부(100)에 이 칩이 구비되는 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 전극부(100)에는 약제가 함침 되는 다공성 재질의 패드가 구비되고, 이 패드에는 피시술자의 피부(900)에 용이하게 탈착할 수 있도록 접착층 또는 접착제가 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 이온토포레시스 투약 장치를 구동하는 휴대가 가능한 전원 예컨대, 휴대용 베터리가 일체 또는 탈착 가능하게 구비될 수도 있다.
이때, 휴대용 베터리에는 무선통신부(700)가 구비될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치는 피시술자의 피부(900)에 전류가 흐름으로써 약제가 피부에 투입하도록, 이온토포레시스 전극(110)과 생체 비저항 측정 전극(120)을 포함하는 전극부(110)을 피부와 접촉시킨다.
이때, 전극부(100)에 구비된 패드에는 약제가 함침된 상태이다.
한편, 제어부(600)는 외부로부터 입력된 약제의 량이 피부에 투입하도록 약제 투입 모드를 선택하여, 프로그래머블 전류부(300)가 이온토포레시스 전극(110)으로 일정한 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 값을 갖는 전류를 공급하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어함으로써, 정해진 시간 동안 이온토포레시스 전극(110)으로 미리 설정된 전류가 공급된다.
여기서, 프로그래머블 전류부(300)가 이온토포레시스 전극(110)으로 공급하는 전류는 일정한 진폭, 주파수, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 가질 수 있다.
즉, 프로그래머블 전류부(300)는 이온토포레시스 전극(110)으로 일정량의 전류 I를 일정한 시간 t동안 흘려주어 전하량 Q=I×t의 관계에 의해 적정한 Q값에 대응하는 약제의 량을 피시술자의 피부(900)에 투입하도록 전류를 공급한다.
이렇듯, 이온토포레시스 전극(110)으로 일정량의 전류를 공급함으로써, 피부 내부로 침투된 이온화된 약제는 인체 내부에 존재하는 이동이 자유로운 전해 물질에 이온을 전달하고 피부 내에 축적되거나 혈액과 같이 이동이 자유로운 액체에 흘러 피시술자에게 투약된다.
한편, 제어부(600)는 미리 설정된 시간이 지나면, 이온토포레시스 전극(110) 사이의 순간 투약량의 변화를 감지하기 위해, 임피던스 감지부(400)에서 순간 투약량 감지 모드를 선택한다.
여기서, 순간 투약량은 전하량 Q=I×t 라는 공식에 의해 이온토포레시스 전극(110) 사이에 흐르는 전류 I값과 같다.
이때, 전류 I는 옴의 법칙 I=V/R 라는 식에 의해 전압이 일정할 때, 전류 I와 부하저항 R 값은 서로 반비례 관계가 형성됨으로써, 제어부(600)가 부하저항 R의 값을 측정하여 그 값의 변화를 감지하면, 순간 투약량의 변화를 감지할 수 있다.
한편, 부하저항 R은 전극과 피부사이의 접촉저항 RCONT과 생체의 저항 RTIS으로 나뉘어지며, R=(2×RCONT) + RTIS로 표현된다.
일반적으로 RCONT이 수 KOhm인데 비해 RTIS는 수십Ohm에 불과하여 약 100배 정도 차이가 발생하기 때문에, 2개의 전극으로 부하저항을 측정하는 경우 대부분의 성분이 RCONT 이며 RTIS성분은 무시할 수 있기 때문에, 부하저항은 전극과 피부 사이의 접촉저항 즉, 이온토포레시스 전극(110) 사이의 저항값과 같을 수 있다.
이러한 관계에 따라, 제어부(600)가 순간 투약량 감지 모드를 선택하면, 제어부(600)는 부하저항 값의 변화를 감지하기 위해 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급을 차단하고, 임피던스 감지부(400)가 이온토포레시스 전극(110)간의 부하저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
이때, 임피던스 감지부(400)는 교류 전류 발생부(410)가 이온토포레시스 전극(110) 사이에 4Hz의 저주파 교류 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 전압을 측정하는 형태로 부하저항 값을 산출하여 산출된 부하저항 값을 제어부(600)로 전송한다.
그리고, 제어부(600)는 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항의 값과 현재 산출된 부하저항 값을 비교하여 현재의 부하저항 값이 최초에 산출된 부하저항 값보다 미리 설정된 기준을 초과하여 증가하면, 옴의 법칙 I=V/R에 의해 전류의 값이 감소한다고 감지하여, 약제의 순간 투입량이 감소한다고 판단하고, 약제의 순간 투입량을 증가시키기 위해 프로그래머블 전류부(300)에서 발생하는 전류 값이 증가하도록 제어한다.
반면, 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재 산출된 부하저항 값을 비교하여 현재의 부하저항 값이 최초에 산출되었던 부하저항 값보다 미리 설정된 기준 미만으로 감소하면 옴의 법칙 I=V/R에 의해 전류의 값이 증가한다고 감지하여, 약제의 순간 투입량이 증가한다고 판단하고, 약제의 순간 투입량을 감소시키기 위해 프로그래머블 전류부(300)에서 발생하는 전류 값이 감소하도록 제어한다.
이렇듯, 이온토포레시스 시술 중에도 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항을 산출함으로써 약제의 순간 투입량을 측정하여, 약제의 순간 투입량이 변화하면 제어부(600)가 프로그래머블 전류부(300)를 제어하는 형태로 피부에 주입되는 약제의 순간 투입량을 일정하게 함으로써, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 투약량을 안정적으로 투입할 수 있다.
또한, 제어부(600)는 현재의 부하저항 값이 미리 설정된 범위를 초과하여 증가하거나, 부하저항 값의 변화가 자주 발생하면 피시술자의 피부(900)와 전극부(100) 사이의 접촉 상태와 약제의 투약 상태가 불량한 것으로 판단하고, 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급이 정지하도록 제어함으로써, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 량을 안정적으로 투입할 수 있다.
한편, 제어부(600)는 순간 투약량 감지 모드 이후, 미리 설정된 시간이 지나면 피부에 축적된 약제의 양을 측정하기 위해 누적 투약량 감지 모드를 선택한다.
여기서, 제어부(600)의 약제 투입 모드 선택에 따라 피부 내부로 침투된 약제는 인체 내부에 존재하는 이동이 자유로운 전해 물질에 이온화된 약제를 전달하고 피부 내에 축적되거나 혈액과 같이 이동이 자유로운 액체에 흘러들어 신체의 타부분으로 이동한다.
이때, 피부에 축적되는 약제의 시간적 증가량은 외부에서 유입되는 약제의 유량을 F라 할 때 dQ/dt=F-(Q/τ)와 같은 식으로 주어진다(Q/τ는 약제가 혈액에 녹아들어 다른 곳으로 이동하는 속도이고, Q는 피시술자의 피부(900)에 주입되는 약제의 량 이며, τ는 시간상수이다).
일반적인 약제의 경우 F > Q/τ이기 때문에 이온토포레시스가 시술 중인 기간에는 상당량의 약제가 이온토포레시스 전극(110) 사이에 축적이 되며 시술이 중지되면 혈액의 작용에 의해 축적된 약제는 시간의 경과에 따라 모두 사라진다.
따라서, 시술 중에는 약제가 피부에 축적되며 이 양에 의해 생체 비저항이 감소하거나 증가하기 때문에 생체 비저항을 구하면 역으로 축적된 약제의 량을 구할 수 있다.
이러한 관계에 따라, 제어부(600)가 누적 투약량 감지 모드를 선택하면, 제어부(600)는 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로의 전류의 공급을 차단하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어하고, 임피던스 감지부(400)가 생체 비저항 측정 전극(120) 간의 생체 비저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
이때, 임피던스 감지부(400)는 교류 전류 발생부(410)가 생체 비저항 측정 전극(120) 사이에 16Hz의 고주파 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 전압을 측정하여 생체 비저항 값을 산출하여 산출된 생체 비저항 값을 제어부(600)로 전송한다.
그리고, 제어부(600)는 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량을 생체 비저항 값으로 환산하는 환산식에 따라 목표 생체 비저항 값으로 환산하고, 이 목표 생체 비저항 값과 현재의 생체 비저항 값을 비교하여 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값보다 미리 설정된 기준 값 이상 증가하면, 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 미만이라고 판단하여 순간 투약량을 유지하거나 또는 증가시키기 위해, 제어부(600)는 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토로레시스 전극(110)으로 공급하는 전류의 값이 유지하거나 또는 증가하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어한다.
반면, 제어부(600)는 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값과 같거나 감소하면, 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량과 같거나 입력된 약제의 투입량을 초과하였다고 판단하여 이온토포레시스 시술이 완료되도록, 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 제공하는 전류를 차단하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어한다.
이렇듯, 이온토포레시스 시술 중에도 피시술자의 피부(900)에 누적된 약물의 양을 측정함으로써, 피시술자의 피부(900) 상태를 파악하여 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 량을 안정적으로 투입할 수 있다.
아울러, 각 감지 모드에서 제어부(600)는 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량과 현재까지 투입된 약제의 투입량을 비교해서 약제의 투입량이 입력된 약제의 투입량과 같거나 이상이면, 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급이 정지하도록 프로그래머블 전류부(300)를 제어하여 이온토포레시스 시술을 완료할 수 있다.
한편, 제어부(600)는 감지 모드 및 피시술자의 이온토포레시스의 시술 상태정보를 무선 통신부(700)에 전송하고, 무선 통신부(700)는 이 상태정보를 무선신호로 변환하여 외부기기(800)로 전송한다.
따라서, 관찰자는 외부기기(800)의 디스플레이를 통해 피시술자의 이온토포레시스의 시술 상태정보를 원격지에서도 관찰할 수 있다.
또한, 외부기기(800)의 입력수단과 외부기기(800)에 설치된 어플리케이션을 통해 약제의 종류, 약제의 투입량, 및 투입시간 등을 입력하여 피시술자의 이온토포레시스 시술을 원격으로 조정할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치의 이온토포레시스 투약 방법을 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이온토포레시스 투약 방법은 제1 모니터링 단계(S100)를 포함할 수 있다.
이 제1 모니터링 단계(S100)는 상기 이온토포레시스 전극(110)에 교류 전류를 공급하여 상기 이온토포레시스 전극(110) 간의 측정된 부하저항 값을 기초로 약제의 투입상태를 모니터링 하는 단계이다.
즉, 제어부(600)는 부하저항 값의 변화를 감지하기 위해 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 전류 공급을 차단하고, 임피던스 감지부(400)가 이온토포레시스 전극(110) 간의 부하저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
이때, 임피던스 감지부(400)는 교류 전류 발생부(410)가 이온토포레시스 전극(110) 사이에 4Hz의 저주파 교류 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 전압을 센싱하여 부하저항 값을 산출하여 산출된 부하저항 값을 제어부(600)로 전송한다.
그리고, 제어부(600)는 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재 산출된 부하저항 값을 비교하여 현재의 부하저항 값이 최초에 산출된 부하저항 값보다 미리 설정된 기준을 초과하여 증가하면 옴의 법칙 I=V/R에 의해 전류의 값이 감소한다고 감지하여, 약제의 순간 투입량이 감소한다고 판단한다.
반면, 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재 산출된 부하저항 값을 비교하여 현재의 부하저항 값이 최초에 산출되었던 부하저항 값 보다 미리 설정된 기준 미만으로 감소하면 옴의 법칙 I=V/R에 의해 전류의 값이 증가한다고 감지하여, 약제의 순간 투입량이 증가한다고 판단한다.
여기서, 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재의 부하저항 값이 같으면 옴의 법칙 I=V/R에 의해 전류의 값이 일정하다고 감지하여, 약제의 순간 투입량이 일정하다고 판단한다.
이렇듯, 이온토포레시스 시술 중에 이온토포레시스 전극(110) 사이의 부하저항을 산출함으로써 약제의 순간 투입량을 측정하여, 약제의 순간 투입량 변화와 같은 약제의 투입상태를 모니터링 할 수 있다.
또한, 제1 모니터링 단계(S100)를 통해 현재의 부하저항 값이 미리 설정된 범위를 넘어 증가하거나, 부하저항 값의 변화가 자주 발생하면 피시술자의 피부(900)와 전극부(100) 사이의 접촉 상태 및 약제의 투입이 불량한 것으로 판단할 수 있다.
이렇듯, 제1 모니터링 단계(S100)는 입력된 약제의 량을 안정적으로 투약하기 위해 제어부(600)에 저장된 최초에 산출되었던 부하저항 값과 현재의 부하저항 값을 비교함으로써, 시술 중에도 순간 투약량을 측정하여 투약상태를 파악하고 투약상태에 따라 프로그래머블 전류부(300)를 제어하여 순간 투약량을 자동으로 조절할 수 있으며 외부기기(800)로부터 순간 투약량을 원격으로 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 이온토포레시스 투약 방법은 제2 모니터링 단계(S200)를 포함할 수 있다.
이 제2 모니터링 단계(S200)는 이온토포레시스 전극(110)에 교류 전류를 공급하여 상기 생체 비저항 측정 전극(120) 간의 측정된 생체 비저항 값을 기초로 약제의 투입 상태를 모니터링 하는 단계이다.
즉, 제어부(600)가 프로그래머블 전류부(300)에서 이온토포레시스 전극(110)으로 공급되는 전류를 차단하고, 임피던스 감지부(400)가 생체 비저항 측정 전극(120) 간의 생체 비저항 값을 산출하도록 임피던스 감지부(400)를 제어한다.
이때, 임피던스 감지부(400)는 교류 전류 발생부(410)가 생체 비저항 측정 전극(120) 사이에 16Hz의 고주파 전류를 공급하고, 전압 센서부(420)가 이온토포레시스 전극(110) 사이의 전압을 센싱하여 생체 비저항 값을 산출하여 산출된 생체 비저항 값을 제어부(600)로 전송한다.
그리고, 제어부(600)는 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량을 생체 비저항 값으로 환산하는 환산식에 따라 환산된 목표 생체 비저항 값과 임피던스 감지부(400)에서 산출된 현재의 생체 비저항 값을 비교하여 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값보다 미리 설정된 기준을 초과하여 증가하면, 현재까지 피부에 투입된 약제의 량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 미만이라고 판단한다.
반면, 제어부는(600) 제어부(600)에 저장된 목표 생체 비저항 값과 현재의 생체 비저항 값을 비교하여 현재의 생체 비저항 값이 목표 생체 비저항 값과 같거나 미리 설정된 기준 미만으로 감소하면, 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 이상이라고 판단한다.
이렇듯, 제2 모니터링 단계(S200)는 약제를 안정적으로 투입하기 위해 제어부(600)에 저장된 목표 생체비저항 값과 현재의 생체 비저항 값을 비교함으로써, 시술 중에도 피부에 투입된 누적 투약량을 자동으로 측정하여 피실험자에게 투입된 투약량과 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량의 관계로부터 자동으로 프로그래머블 전류부(300)를 제어하여 순간 투약량을 조절할 수 있으며, 이때, 외부기기(800)로부터 순간 투약량을 원격으로 조절할 수도 있다.
한편, 제1 모니터링 단계(S100) 또는 제2 모니터링 단계(S200)는 약제 투약의 이상상태를 외부에 알려주는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 최초의 부하저항 값 또는 목표 생체 비저항 값의 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 이온토포레시스 전극(110)에 전류 공급을 차단하고, 경고수단을 통해 약제 투약의 이상상태를 외부에 알려, 이온토포레시스 시술을 관찰하는 관찰자가 약제 투약의 이상상태를 빠르게 인지하고 외부기기(800)를 통해 약제가 안정적으로 투약 되는지 확인함으로써 이온토포레시스 장치의 오작동으로 인한 사고를 예방할 수 있다.
여기서, 경고수단은 이온토포레시스 투약 장치에 설치된 LED를 점멸 또는 이온토포레시스 투약 장치에 설치된 스피커를 통해 경고음을 울리거나 이온토포레시스 투약 장치와 무선 통신하는 디스플레이를 구비한 외부기기(800)일 수 있으며, 외부기기(800)는 디스플레이를 통해 관찰자에게 이온토포레시스 시술의 이상상태를 경고할 수 있다.
본 발명에 따른 이온토포레시스 투약 방법은 약제의 투입을 조절하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
이 약제의 투입을 조절하는 단계(S300)는 제1 모니터링 단계(S100) 및 제2 모니터링 단계(S200)에서 측정된 현재의 부하저항 값 또는 생체 비저항 값을 기초로 약제의 투입량을 조절한다.
즉, 제1 모니터링 단계(S100) 또는 제2 모니터링 단계(S200)에서 최초의 부하저항 값 또는 목표 생체 비저항 값의 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 이온토포레시스 전극(110)에 전류의 크기를 조절하거나 전류의 공급을 차단하여 약제의 투입량을 조절하거나 약제의 투입을 차단할 수 있다.
예컨대, 제1 모니터링 단계(S100)에서 순간 투약량이 감소하는 것으로 판단될 경우, 단위시간당 피부(900)에 투약되는 순간 투약량이 증가하기 위해 프로그래머블 전류부(300)가 공급하는 전류의 진폭 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값이 증가하거나 주파수가 감소하도록 변화시킴으로써, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 량을 안정적으로 투입할 수 있다.
반면, 제1 모니터링 단계(S100)에서 순간 투약량이 증가하는 것으로 판단될 경우, 순간 투약량을 감소시키기 위해 프로그래머블 전류부(300)가 공급하는 전류의 진폭 및 듀티 사이클 값을 중 어느 하나 이상의 값을 감소시키거나 주파수를 증가시킴으로써, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 량을 안정적으로 투입할 수 있다.
한편, 제2 모니터링 단계(S200)에서 누적 투약량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 미만으로 판단될 경우, 누적 투약량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 이상이 되도록 프로그래머블 전류부(300)가 공급하는 전류의 크기를 유지함으로써 순간투약량을 유지하거나 전류의 크기를 증가시킴으로써 순간 투약량을 증가시켜, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량을 안정적으로 투입할 수 있다.
반면, 제2 모니터링 단계(S200)에서 누적 투약량이 제어부(600)에 입력된 약제의 투입량 이상으로 판단될 경우, 프로그래머블 전류부(300)가 공급하는 전류를 차단하여 이온토포레시스 시술을 완료함으로써, 피시술자의 피부(900)로 제어부(600)에 입력된 약제의 량을 안정적으로 투입할 수 있다.
아울러, 약제의 투입을 조절하는 단계(S300)는 약제의 투입을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 약제의 투입을 중지하는 단계는 온도 센서부(500)에서 측정된 온도가 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우, 이온토포레시스 전극(110)에 전류의 공급을 차단하여 약제의 투입을 중지할 수 있다.
즉, 전극의 온도가 상승함으로써 피시술자의 피부(900)에 화상을 입는 사고를 예방하기 위하여, 제어부(600)는 온도 센서부(500)가 제공한 전극의 온도 값이 제어부(600)에 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우 프로그래머블 전류부(300)의 전류 공급을 차단함으로써, 약제의 투입을 중지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스 투약 장치 및 투약 방법은 이온토포레시스 전극(110) 및 생체 비저항 측정 전극(120)이 구비되어 임피던스 감지부(400)를 통해 부하저항 값과 생체 비저항 값을 기초로 이온토포레시스 시술의 상태 정보를 정확하게 모니터링 하고, 이 상태 정보를 기초로 약제를 투입함으로써 일정하고 안정적으로 약제를 투입할 수 있다.
또한, 온도 센서부(500)가 구비되어 피시술자의 약제가 투입되는 부분의 온도를 측정하여 전극부(100)의 가열로 인해 피시술자가 화상을 입는 사고를 방지할 수 있다.
또한, 무선 통신부(700)가 구비되어 외부기기(800)와 무선 통신함으로써, 이온토포레시스 시술의 상태 정보는 용이하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 원거리에서도 이온토포레시스 시술의 상태 정보를 파악하고 이온토포레시스 시술을 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100 : 전극부 110 : 이온토포레시스 전극
120 : 생체 비저항 측정 전극 200 : 전극스위치부
300 : 프로그래머블 전류부 400 : 임피던스 감지부
410 : 교류 전류 발생부 420 : 전압 센서부
500 : 온도 센서부 600 : 제어부
700 : 무선 통신부 800 : 외부기기
900 : 피시술자의 피부

Claims (24)

  1. 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 및 복수 개가 한 쌍으로 구성된 생체 비저항 측정 전극이 구비된 전극부,
    상기 이온토포레시스 전극 양단에 전류를 공급하는 교류전류발생부,
    상기 교류전류발생부에서 상기 이온토포레시스 전극으로 인가된 전류로 인해 발생되는 상기 생체 비저항 측정 전극 사이의 전압을 측정하는 전압 센서부,
    상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부,
    상기 약제의 투입량을 모니터링 하도록 상기 이온토포레시스 전극 사이의 부하저항 값, 또는 생체 비저항 측정 전극 사이의 생체 비저항 값을 선택적으로 산출하는 감지 모드를 구비한 임피던스 감지부, 및
    상기 임피던스 감지부에서 산출되는 부하저항 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입량 또는 투입 여부를 결정하여 상기 프로그래머블 전류부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부의 정보를 무선신호로 변환하여 외부기기와 무선으로 통신하는 무선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 임피던스 감지부의 감지 모드가 상기 부하저항 값을 산출하는 순간 투약량 감지 모드일 경우에
    상기 제어부는
    상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시킨 상태에서 상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하고, 상기 이온토포레시스 전극 간의 산출되는 부하저항 값을 기초로 상기 프로그래머블 전류부를 제어하여 상기 약제를 투입하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 임피던스 감지부의 감지 모드가 상기 생체 비저항 값을 산출하는 누적 투약량 감지 모드일 경우에
    상기 제어부는
    상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시킨 상태에서 상기 이온토포레시스 전극에 교류전류를 공급하고, 상기 생체 비저항 측정 전극 간에 산출된 생체 비저항 값을 기초로 상기 프로그래머블 전류부를 제어하여 상기 약제를 투입하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 임피던스 감지부의 감지 모드는
    미리 설정된 시간 동안 순차적으로 서로 다른 감지 모드가 선택되어 작동하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  7. 삭제
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 외부기기는
    상기 무선 통신부와 무선 통신하여 피시술자의 정보를 관찰할 수 있는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 외부기기는
    상기 무선 통신부와 무선 통신하여 상기 제어부를 제어하도록 투약정보를 입력하는 입력수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는
    상기 감지 모드에 따라 상기 임피던스 감지부에 상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극을 선택적으로 연결하거나, 상기 프로그래머블 전류부에서 상기 이온토포레시스 전극으로 전달되는 전류의 극성을 선택적으로 변환시키는 전극스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는
    한 쌍의 상기 이온토포레시스 전극 사이에 한 쌍의 상기 생체 비저항 측정 전극이 배치되거나, 한 쌍의 상기 생체 비저항 측정 전극의 사이에 한 쌍의 상기 이온토포레시스 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는
    복수 개의 상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극은 서로 이격되어 교대로 배치되며, 상기 이온토포레시스 전극 사이에 배치되는 상기 생체 비저항 측정 전극, 또는 상기 생체 비저항 측정 전극 사이에 배치되는 상기 이온토포레시스 전극은 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는
    상기 이온토포레시스 전극과 상기 생체 비저항 측정 전극이
    서로 다른 직경을 갖는 동심원 상에 방사상으로 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 약제가 투입되는 부분의 온도를 측정하는 온도센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온도센서부에서 측정된 온도가 상기 제어부에 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우에는 상기 프로그래머블 전류부의 작동을 정지시켜 상기 약제의 투입을 중지하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  16. 복수 개의 이온토포레시스 전극과 복수 개의 생체 비저항 측정 전극을 포함하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하여 상기 이온토포레시스 전극 간의 산출된 부하저항 값을 기초로 약제의 투입상태를 모니터링 하는 제1 모니터링 단계,
    상기 이온토포레시스 전극에 교류 전류를 공급하여 상기 생체 비저항 측정 전극 간의 산출된 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입 상태를 모니터링 하는 제2 모니터링 단계,
    상기 제1 모니터링 단계 및 상기 제2 모니터링 단계에서 측정된 부하저항 값 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 이온토포레시스 투약 장치는
    상기 약제가 투입되는 부분의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하고,
    상기 약제의 투입을 조절하는 단계는
    상기 온도측정센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 온도의 범위를 벗어날 경우, 상기 이온토포레시스 전극에 전류의 공급을 차단하여 상기 약제의 투입을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 모니터링 단계는 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 차단하고, 상기 이온토포레시스 전극에 저주파 교류 전류를 공급하고, 상기 이온토포레시스 전극 사이의 전압을 센싱함으로써 부하저항 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 제2 모니터링 단계는
    상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 차단하고, 상기 이온토포레시스 전극에 고주파 교류 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값이 설정한 이상적인 값의 범위를 벗어난 경우, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 차단하고, 경고수단을 통해 상기 약제 투입의 이상상태 또는 완료상태를 외부에 알려주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값 또는 생체 비저항 값이 설정한 이상적인 값의 범위를 벗어난 경우, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 모니터링 단계 또는 제2 모니터링 단계는 현재의 부하저항 값 또는 생체 비저항 값이 설정한 범위 내에 있을 경우, 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 진폭, 주기, 및 듀티 사이클 중 어느 하나 이상의 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치의 제어 방법.
  23. 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 및 상기 이온토포레시스 전극과 이격된 복수 개가 한 쌍으로 구성된 생체 비저항 측정 전극이 구비된 전극부,
    상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류의 크기를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부,
    상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 사이에 전류를 공급하여 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 사이의 부하저항으로 인해 발생 되는 전압을 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온포토레시스 전극으로 센싱한 후 산출된 이온토포레시스 사이의 부하저항 값; 또는
    상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 사이에 전류를 공급하여 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 생체 비저항 측정 전극 사이의 생체 비저항으로 인해 발생 되는 전압을 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 생체 비저항 측정 전극으로 센싱한 후 산출된 상기 생체의 비저항 값을; 선택적으로 측정하는 임피던스 감지부,
    상기 임피던스 감지부에서 산출되는 부하저항 또는 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 투입량 또는 투입 여부를 결정하여 상기 프로그래머블 전류부를 제어하는 제어부, 및
    상기 제어부의 정보를 무선신호로 변환하여 외부기기와 무선으로 통신하는 무선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
  24. 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극 및 상기 이온토포레시스 전극에 공급되는 전류를 조정하여 약제의 투입량을 조절하는 프로그래머블 전류부를 구비한 이온토포레시스 투약 장치로서,
    피시술자의 신체 부위에 접촉된 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극에 전류를 공급하고,
    인가된 상기 전류의 생체 부하로 인해 발생 된 전압을 상기 복수 개가 한 쌍으로 구성된 이온토포레시스 전극과 물리적으로 이격되고, 상기 한 쌍의 이온토포레시스 전극 사이에 배치된 복수 개가 한 쌍으로 구성된 생체 비저항 측정 전극으로 센싱하여 생체 비저항 값을 산출하며,
    상기 생체 비저항 값을 기초로 상기 약제의 누적 투약량을 모니터링 하여 상기 프로그래머블 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온토포레시스 투약 장치.
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